内容字号:默认大号超大号

段落设置:段首缩进取消段首缩进

字体设置:切换到微软雅黑切换到宋体

Java SPI机制详解

2018-05-15 11:04 出处:清屏网 人气: 评论(0

SPI 全称为 (Service Provider Interface) ,是JDK内置的一种服务提供发现机制。SPI是一种动态替换发现的机制, 比如有个接口,想运行时动态的给它添加实现,你只需要添加一个实现。我们经常遇到的就是java.sql.Driver接口,其他不同厂商可以针对同一接口做出不同的实现,mysql和postgresql都有不同的实现提供给用户,而Java的SPI机制可以为某个接口寻找服务实现。

类图中,接口对应定义的抽象SPI接口;实现方实现SPI接口;调用方依赖SPI接口。

SPI接口的定义在调用方,在概念上更依赖调用方;组织上位于调用方所在的包中;实现位于独立的包中。

当接口属于实现方的情况,实现方提供了接口和实现,这个用法很常见,属于API调用。我们可以引用接口来达到调用某实现类的功能。

Java SPI 应用实例

当服务的提供者提供了一种接口的实现之后,需要在classpath下的META-INF/services/目录里创建一个以服务接口命名的文件,这个文件里的内容就是这个接口的具体的实现类。当其他的程序需要这个服务的时候,就可以通过查找这个jar包(一般都是以jar包做依赖)的META-INF/services/中的配置文件,配置文件中有接口的具体实现类名,可以根据这个类名进行加载实例化,就可以使用该服务了。JDK中查找服务实现的工具类是:java.util.ServiceLoader。

SPI接口

public interface ObjectSerializer{

    byte[] serialize(Object obj) throws ObjectSerializerException;

    <T> TdeSerialize(byte[] param, Class<T> clazz)throws ObjectSerializerException;

    StringgetSchemeName();
}

定义了一个对象序列化接口,内有三个方法:序列化方法、反序列化方法和序列化名称。

SPI具体实现

public class KryoSerializerimplements ObjectSerializer{

    @Override
    public byte[] serialize(Object obj) throws ObjectSerializerException {
        byte[] bytes;
        ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
        try {
            //获取kryo对象
            Kryo kryo = new Kryo();
            Output output = new Output(outputStream);
            kryo.writeObject(output, obj);
            bytes = output.toBytes();
            output.flush();
        } catch (Exception ex) {
            throw new ObjectSerializerException("kryo serialize error" + ex.getMessage());
        } finally {
            try {
                outputStream.flush();
                outputStream.close();
            } catch (IOException e) {

            }
        }
        return bytes;
    }

    @Override
    public <T> TdeSerialize(byte[] param, Class<T> clazz)throws ObjectSerializerException {
        T object;
        try (ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(param)) {
            Kryo kryo = new Kryo();
            Input input = new Input(inputStream);
            object = kryo.readObject(input, clazz);
            input.close();
        } catch (Exception e) {
            throw new ObjectSerializerException("kryo deSerialize error" + e.getMessage());
        }
        return object;
    }

    @Override
    public String getSchemeName(){
        return "kryoSerializer";
    }

}

使用Kryo的序列化方式。Kryo 是一个快速高效的Java对象图形序列化框架,它原生支持java,且在java的序列化上甚至优于google著名的序列化框架protobuf。

public class JavaSerializerimplements ObjectSerializer{
    @Override
    public byte[] serialize(Object obj) throws ObjectSerializerException {
        ByteArrayOutputStream arrayOutputStream;
        try {
            arrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutput objectOutput = new ObjectOutputStream(arrayOutputStream);
            objectOutput.writeObject(obj);
            objectOutput.flush();
            objectOutput.close();
        } catch (IOException e) {
            throw new ObjectSerializerException("JAVA serialize error " + e.getMessage());
        }
        return arrayOutputStream.toByteArray();
    }

    @Override
    public <T> TdeSerialize(byte[] param, Class<T> clazz)throws ObjectSerializerException {
        ByteArrayInputStream arrayInputStream = new ByteArrayInputStream(param);
        try {
            ObjectInput input = new ObjectInputStream(arrayInputStream);
            return (T) input.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            throw new ObjectSerializerException("JAVA deSerialize error " + e.getMessage());
        }
    }

    @Override
    public String getSchemeName(){
        return "javaSerializer";
    }

}

Java原生的序列化方式。

增加META-INF目录文件

Resource下面创建META-INF/services 目录里创建一个以服务接口命名的文件

com.blueskykong.javaspi.serializer.KryoSerializer
com.blueskykong.javaspi.serializer.JavaSerializer

Service类

@Service
public class SerializerService{


    public ObjectSerializer getObjectSerializer(){
        ServiceLoader<ObjectSerializer> serializers = ServiceLoader.load(ObjectSerializer.class);

        final Optional<ObjectSerializer> serializer = StreamSupport.stream(serializers.spliterator(), false)
                .findFirst();

        return serializer.orElse(new JavaSerializer());
    }
}

获取定义的序列化方式,且只取第一个(我们在配置中写了两个),如果找不到则返回Java原生序列化方式。

测试类

@Autowired
private SerializerService serializerService;

@Test
public void serializerTest()throws ObjectSerializerException {
    ObjectSerializer objectSerializer = serializerService.getObjectSerializer();
    System.out.println(objectSerializer.getSchemeName());
    byte[] arrays = objectSerializer.serialize(Arrays.asList("1", "2", "3"));
    ArrayList list = objectSerializer.deSerialize(arrays, ArrayList.class);
    Assert.assertArrayEquals(Arrays.asList("1", "2", "3").toArray(), list.toArray());
}

测试用例通过,且输出 kryoSerializer

SPI的用途

数据库DriverManager、Spring、ConfigurableBeanFactory等都用到了SPI机制,这里以数据库DriverManager为例,看一下其实现的内幕。

DriverManager是jdbc里管理和注册不同数据库driver的工具类。针对一个数据库,可能会存在着不同的数据库驱动实现。我们在使用特定的驱动实现时,不希望修改现有的代码,而希望通过一个简单的配置就可以达到效果。

在使用mysql驱动的时候,会有一个疑问,DriverManager是怎么获得某确定驱动类的?我们在运用Class.forName(“com.mysql.jdbc.Driver”)加载mysql驱动后,就会执行其中的静态代码把driver注册到DriverManager中,以便后续的使用。

在JDBC4.0之前,连接数据库的时候,通常会用 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver") 这句先加载数据库相关的驱动,然后再进行获取连接等的操作。而JDBC4.0之后不需要 Class.forName 来加载驱动,直接获取连接即可,这里使用了Java的SPI扩展机制来实现。

在java中定义了接口java.sql.Driver,并没有具体的实现,具体的实现都是由不同厂商来提供的。

mysql

在mysql-connector-java-5.1.45.jar中,META-INF/services目录下会有一个名字为java.sql.Driver的文件:

com.mysql.jdbc.Driver
com.mysql.fabric.jdbc.FabricMySQLDriver

pg

而在postgresql-42.2.2.jar中,META-INF/services目录下会有一个名字为java.sql.Driver的文件:

org.postgresql.Driver

用法

String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);

上面展示的是mysql的用法,pg用法也是类似。不需要使用 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver") 来加载驱动。

Mysql DriverManager实现

上面代码没有了加载驱动的代码,我们怎么去确定使用哪个数据库连接的驱动呢?这里就涉及到使用Java的SPI扩展机制来查找相关驱动的东西了,关于驱动的查找其实都在DriverManager中,DriverManager是Java中的实现,用来获取数据库连接,在DriverManager中有一个静态代码块如下:

static {
	loadInitialDrivers();
	println("JDBC DriverManager initialized");
}

可以看到其内部的静态代码块中有一个 loadInitialDrivers 方法, loadInitialDrivers 用法用到了上文提到的spi工具类 ServiceLoader :

public Void run(){

    ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
    Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();

    /* Load these drivers, so that they can be instantiated.
     * It may be the case that the driver class may not be there
     * i.e. there may be a packaged driver with the service class
     * as implementation of java.sql.Driver but the actual class
     * may be missing. In that case a java.util.ServiceConfigurationError
     * will be thrown at runtime by the VM trying to locate
     * and load the service.
     *
     * Adding a try catch block to catch those runtime errors
     * if driver not available in classpath but it's
     * packaged as service and that service is there in classpath.
     */
    try{
        while(driversIterator.hasNext()) {
            driversIterator.next();
        }
    } catch(Throwable t) {
    // Do nothing
    }
    return null;
}

遍历使用SPI获取到的具体实现,实例化各个实现类。在遍历的时候,首先调用 driversIterator.hasNext() 方法,这里会搜索classpath下以及jar包中所有的META-INF/services目录下的java.sql.Driver文件,并找到文件中的实现类的名字,此时并没有实例化具体的实现类。


分享给小伙伴们:
本文标签: JavaSPI

相关文章

发表评论愿您的每句评论,都能给大家的生活添色彩,带来共鸣,带来思索,带来快乐。

CopyRight © 2015-2016 QingPingShan.com , All Rights Reserved.

清屏网 版权所有 豫ICP备15026204号